Ядро. Прокаріоти і еукаріоти

Будова ядра. На відміну від деяких нижчих рослин і найпростіших, клітини яких містять кілька ядер, вищі тварини, рослини і гриби складаються з клітин, в яких знаходиться одне ядро. Воно має форму кулі з діаметром від 3 до 10 мкм (рис. 11, 8). Ядро оточене оболонкою, що складається з двох мембран, кожна з яких подібна плазматичній мембрані. Через певні інтервали обидві мембрани зливаються один з одним, утворюючи отвори діаметром 70 нм – ядерні пори. Через них здійснюється активний обмін речовинами між ядром і цитоплазмою. Розміри пір дозволяють проникати з ядра в цитоплазму навіть великим молекулам РНК і частинкам рибосом.

У ядрі зберігається спадкова інформація не тільки про ознаках і властивості даної клітини, про процеси, які повинні протікати в ній (наприклад, синтез білка), але й про ознаки організму в цілому. Інформація записана в молекулах ДНК, які є основною частиною хромосом. Крім того, до складу хромосом входять різні білки. У період між поділами клітини хромосоми являють собою довгі, дуже тонкі нитки, побачити які можна тільки в електронний мікроскоп.

Середня довжина молекули ДНК, що становить основу кожної з 46 хромосом людини, близько 5 см. Як же упаковані ці молекули в ядрі з діаметром всього близько 5 мкм? Виділяють чотири рівні упаковки ДНК в хромосомі (рис. 17). На першому рівні подвійна спіраль ДНК діаметром 2 нм намотується на білковий комплекс, що містить 8 молекул гістонів – білків з підвищеним вмістом позитивно заряджених амінокислотних залишків лізину і аргініну. Утворюється структура діаметром 11 нм, що нагадує намисто на нитці. Кожна “намистина” – нуклеосома містить близько 150 пар нуклеотидів. На другому рівні нуклеосоми зближуються з допомогою гистона, що відрізняється від тих, які входять до складу нуклеосоми. Утворюється фібрила діаметром 30 нм. На третьому рівні упаковки формуються петлі, що містять від 20 ТОВ до 80 000 пар нуклеотидів ДНК. У “гирло” кожної петлі знаходяться білки, які дізнаються певні нуклеотидні послідовності і при цьому мають спорідненість один до одного. Типова хромосома ссавців може містити до 2500 петель. Перед поділом клітини молекули ДНК подвоюються, петлі укладаються в стопки, хромосома потовщується і стає видимою в світловий мікроскоп. На цьому четвертому рівні упаковки кожна хромосома складається з двох ідентичних хроматид, кожна з яких містить по одній молекулі ДНК. Ділянка з’єднання хроматид носить назву центромери. Загалом “вкорочення” ДНК досягає 104. Це відповідає тому, як якби нитку довжиною з Останкінську вежу (500 м) упакували в сірникову коробку (5 см).

В ядрах завжди присутнє одне або кілька ядерець (рис. 11, 9). Ядерце формується певними ділянками хромосом; в ньому утворюються рибосоми.

Ядро завдяки наявності в ньому хромосом, що містять спадкову інформацію, виконує функції центру, керуючого всією життєдіяльністю та розвитком клітини.

Провідна роль ядра в спадковості. Отже, в ядрі клітин укладені хромосоми, які містять ДНК – сховище спадкової інформації. Цим визначається провідна роль клітинного ядра в спадковості. Дане найважливіше положення сучасної біології не просто випливає з логічних міркувань, воно доведено рядом точних дослідів. Наведемо один з них. У Середземному морі мешкає декілька видів одноклітинних зелених водоростей – Ацетабулярія. Вони складаються з тонких стеблинок, на верхніх кінцях яких розташовуються капелюшки. За формою капелюшків розрізняють види Ацетабулярія.

У нижньому кінці стеблинки ацетабулярії знаходиться ядро. У ацетабулярії одного виду штучно видалили капелюшок і ядро, а до стеблинки підсадили ядро, витягнуте у ацетабулярії іншого виду. Що ж виявилося? Через деякий час на водорості з підсадженим ядром утворилася капелюшок, характерна для того виду, якому належало пересаджене ядро (рис. 18).

Хоча ядру належить провідна роль у явищах спадковості, з цього, однак, не випливає, що тільки ядро відповідально за передачу всіх властивостей з покоління в покоління. У цитоплазмі також існують органели (хлоропласти і мітохондрії), що містять ДНК і здатні передавати спадкову інформацію.

Таким чином, саме в ядрі кожної клітини міститься основна спадкова інформація, необхідна для розвитку цілого організму з усім розмаїттям його властивостей і ознак. Саме ядро відіграє центральну роль в явищах спадковості.

Як же йде справа у тих організмів, клітини яких не мають ядер?

Прокаріоти і еукаріоти. Всі організми, що мають клітинну будову, діляться на дві групи: доядерние (прокаріоти) і ядерні (еукаріоти).

Клітини прокаріотів, до яких відносяться бактерії, на відміну від еукаріот, мають відносно просту будову. У прокариотической клітці немає організованого ядра, в ній міститься тільки одна хромосома, яка не відокремлена від іншої частини клітини мембраною, а лежить безпосередньо в цитоплазмі. Проте в ній також записана вся спадкова інформація бактеріальної клітини.

Цитоплазма прокариот в порівнянні з цитоплазмою еукаріотів значно біднішими за складом структур. Там знаходяться численні, більш дрібні, ніж у клітинах еукаріот, рибосоми. Функціональну роль мітохондрій і хлоропластів в клітинах прокаріот виконують спеціальні, досить просто організовані мембранні складки.

Клітини прокаріотів, так само як і еукаріотичні клітини, покриті плазматичною мембраною, поверх якої розташовується клітинна оболонка або слизова капсула. Незважаючи на відносну простоту, прокаріоти є типовими незалежними клітинами.

Порівняльна характеристика клітин еукаріот. За будовою різні еукаріотичні клітини подібні. Але поряд зі схожістю між клітинами організмів різних царств живої природи є помітні відмінності. Вони стосуються як структурних, так і біохімічних особливостей.

Для рослинної клітини характерна наявність різних пластид, великої центральної вакуолі, яка іноді відсуває ядро до периферії, а також розташованої зовні плазматичноїмембрани клітинної стінки, що складається з целюлози. У клітинах вищих рослин в клітинному центрі відсутня центриоль, що зустрічається тільки у водоростей. Резервним живильним углеводом в клітинах рослин є крохмаль.

У клітинах представників царства грибів клітинна стінка зазвичай складається з хітину – полісахариду, з якого також побудований зовнішній скелет членистоногих тварин. Є центральна вакуоль, відсутні пластиди. Тільки у деяких грибів у клітинному центрі зустрічається центриоль. Запасним вуглеводом в клітинах грибів є глікоген.

У клітинах тварин відсутній щільна клітинна стінка, немає пластид. Товар тваринної клітині і центральної вакуолі. Центриоль характерна для клітинного центру тваринних клітин. Резервним углеводом в клітинах тварин також є глікоген.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Ядро. Прокаріоти і еукаріоти